[发明专利]一种基于POWERBUS总线技术的数字变送器

说明书

一种基于POWERBUS总线技术的数字变送器，属于变送器技术领域。本发明包括电路底板、设于电路底板上的变送模块电路，变送模块电路连接传感器电桥电路和二线制总线，变送模块电路包括传感器模拟采集模块、总线供电及通讯模块、中央处理器模块；总线供电及通讯模块控制输出DC直流电源，为整个变送模块电路供电，并将二线制总线上的指令数据进行解调后，发送至中央处理器模块；中央处理器模块根据接收到的指令，通过传感器模拟采集模块对传感器电桥电路上的数据进行采集，然后对采集到的数据进行滤波、标定和数字化处理后，发送至总线供电及通讯模块进行调制，并发送至二线制总线。本发明线路更为简单，测试更为便捷，电压更为稳定。

技术领域

本发明涉及变送器技术领域，尤其涉及一种基于POWERBUS总线技术的数字变送器。

背景技术

现场力学传感器在现场测试系统应用场景中，常遇到传感器节点多、节点分步广、距离远等问题。例如某海上平台重心测量系统，最多使用128个力传感器，每个传感器距离10M以上。该场景采用集中采集处理的方法，需要采用128通道的采集系统，布线最长超过1000M。会遇到采集系统复杂，线缆过重，干扰大等问题。另一种方式是采用RS485总线模块，通过模块采集和传输数据，但需要另外供电，在1000M以上的测试线缆条件下，常遇到供电电压下降，供电不足的问题，同时由于模块线缆包括RS485线缆、电源线缆，测试线缆最少需要4线。

现有技术中，例如专利号为ZL202021212513.6的中国实用新型专利公开了一种支持双通讯协议的压力变送器主控模块，包括电路板、安装在电路板上的微处理器和安装在电路板上与微处理器相连接的外部晶振、电源模块、电源接口、传感器接口、D/A模块、ATEX防爆电路、液晶显示接口、JTAG软件仿真接口；所述主控模块上还安装有与微处理器相连接的RS485通讯模块、HART通讯模块和RS485通讯接口。该类压力变送器依旧会存在上述供电不足，线路复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种基于POWERBUS总线技术的数字变送器，其采用二线制总线供电及通讯，线路更为简单，测试更为便捷，同时总线电压最高可支持48V，有效减少了电压不足的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于POWERBUS总线技术的数字变送器，包括电路底板、设于电路底板上的变送模块电路，所述变送模块电路连接传感器电桥电路和二线制总线，所述变送模块电路包括传感器模拟采集模块、总线供电及通讯模块、中央处理器模块；

所述总线供电及通讯模块控制输出DC直流电源，为整个变送模块电路供电，并将所述二线制总线上的指令数据进行解调后，发送至所述中央处理器模块；所述中央处理器模块根据接收到的指令，通过所述传感器模拟采集模块对所述传感器电桥电路上的数据进行采集，然后对采集到的数据进行滤波、标定和数字化处理后，发送至所述总线供电及通讯模块进行调制，并发送至所述二线制总线。

本发明采用二线制总线实现供电和通讯，并通过总线供电及通讯模块对通讯数据进行调制解调，从而确保传感器电桥电路和二线制总线之间通讯的准确性和高效性，不仅简化了线路结构，同时总线电压最高可支持48V，有效减少了电压不足的问题。

作为本发明优选，所述传感器模拟采集模块包括：

模拟滤波电路单元，用于在采集信号前进行模拟滤波，改善信号质量，减少后续数据处理的工作量和困难；

模拟信号采集电路单元，用于力传感器桥电路信号的采集。

作为本发明优选，所述总线供电及通讯模块包括：

防护电路单元，用于对所述变送模块电路进行过流保护，避免过大的电流造成变送器的损坏；

DC直流处理电路单元，用于将所述二线制总线上的电流转化为所述变送模块电路所需的DC直流电流；